(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドの底面に形成された複数の燃焼室頂部と、
前記複数の燃焼室頂部のそれぞれに連通する複数の排気ポートと、
前記シリンダヘッドの内部で前記複数の排気ポートを集合させ、前記シリンダヘッドのシリンダ列方向に沿う一側面に開口する排気開口部を有する排気集合部と、
前記排気集合部に対してシリンダ軸線方向の上側に配置され、前記排気集合部を冷却する上側排気用ウォータージャケットと、
前記排気集合部に対してシリンダ軸線方向の下側に配置され、前記排気集合部を冷却する下側排気用ウォータージャケットと、を備え、
前記上側排気用ウォータージャケットと前記下側排気用ウォータージャケットとは、前記シリンダヘッドの内部で互いに独立した流路を形成しており、
前記上側排気用ウォータージャケットは、前記下側排気用ウォータージャケットに向かって突出して前記排気集合部の下流側側部に対向するように配置された上側突出部を有しており、
前記下側排気用ウォータージャケットは、前記上側排気用ウォータージャケットに向かって突出して前記排気集合部の下流側側部に対向するように配置された下側突出部を有しており、
前記上側突出部及び前記下側突出部は、シリンダ軸線方向に互いに所定間隔離間して設けられており、
前記上側突出部の突出量は、前記下側突出部の突出量よりも小さく、
前記下側突出部は、前記排気開口部を間に挟んで両側に設けられ、
前記下側突出部の突出端は、前記排気開口部から前記排気集合部の下流側側部に沿って離間するにつれてシリンダ軸線方向の上側に位置するように傾斜していることを特徴とするシリンダヘッドのウォータージャケット構造。
【請求項２】
シリンダヘッドの底面に形成された複数の燃焼室頂部と、
前記複数の燃焼室頂部のそれぞれに連通する複数の排気ポートと、
前記シリンダヘッドの内部で前記複数の排気ポートを集合させ、前記シリンダヘッドのシリンダ列方向に沿う一側面に開口する排気開口部を有する排気集合部と、
前記排気集合部に対してシリンダ軸線方向の上側に配置され、前記排気集合部を冷却する上側排気用ウォータージャケットと、
前記排気集合部に対してシリンダ軸線方向の下側に配置され、前記排気集合部を冷却する下側排気用ウォータージャケットと、を備え、
前記上側排気用ウォータージャケットと前記下側排気用ウォータージャケットとは、前記シリンダヘッドの内部で互いに独立した流路を形成しており、
前記上側排気用ウォータージャケットは、前記下側排気用ウォータージャケットに向かって突出して前記排気集合部の下流側側部に対向するように配置された上側突出部を有しており、
前記下側排気用ウォータージャケットは、前記上側排気用ウォータージャケットに向かって突出して前記排気集合部の下流側側部に対向するように配置された下側突出部を有しており、
前記上側突出部及び前記下側突出部は、シリンダ軸線方向に互いに所定間隔離間して設けられており、
前記上側突出部の突出量は、前記下側突出部の突出量よりも小さく、
前記上側突出部は、前記排気開口部を間に挟んで両側に設けられ、
前記上側突出部の突出端は、前記排気開口部から前記排気集合部の下流側側部に沿って離間するにつれてシリンダ軸線方向の下側に位置するように傾斜した後、シリンダ軸線方向の上側に位置するように傾斜していることを特徴とするシリンダヘッドのウォータージャケット構造。
【請求項３】
シリンダヘッドの底面に形成された複数の燃焼室頂部と、
前記複数の燃焼室頂部のそれぞれに連通する複数の排気ポートと、
前記シリンダヘッドの内部で前記複数の排気ポートを集合させ、前記シリンダヘッドのシリンダ列方向に沿う一側面に開口する排気開口部を有する排気集合部と、
前記排気集合部に対してシリンダ軸線方向の上側に配置され、前記排気集合部を冷却する上側排気用ウォータージャケットと、
前記排気集合部に対してシリンダ軸線方向の下側に配置され、前記排気集合部を冷却する下側排気用ウォータージャケットと、を備え、
前記上側排気用ウォータージャケットと前記下側排気用ウォータージャケットとは、前記シリンダヘッドの内部で互いに独立した流路を形成しており、
前記排気集合部の下流側側部に対向するように配置された突出部が前記下側排気用ウォータージャケットのみに設けられており、
前記突出部は、前記上側排気用ウォータージャケットに向かって突出しており、
前記上側排気用ウォータージャケット及び前記突出部は、シリンダ軸線方向に互いに所定間隔離間して設けられていることを特徴とするシリンダヘッドのウォータージャケット構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダヘッドのウォータージャケット構造に関し、特に、複数の排気ポートを集合させる排気集合部を一体形成したシリンダヘッドのウォータージャケット構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリンダヘッドとして、複数の燃焼室から延びる複数の排気ポートを集合させる排気集合部を一体形成したものが知られている。このようなシリンダヘッドでは、高温になり易い排気集合部を十分に冷却するため、燃焼室を冷却する燃焼室用ウォータージャケットの他に、排気ポート及び排気集合部を冷却する排気用ウォータージャケットが設けられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、排気集合部の上側と下側にそれぞれ排気用ウォータージャケットを設け、排気集合部の排気開口部が設けられたシリンダヘッドの側面と当該排気集合部との間に、上側と下側の排気用ウォータージャケットを連通する連通部を設けたシリンダヘッドのウォータージャケット構造が開示されている。
【０００４】
ところで、シリンダヘッドの製造方法としては、中子を用いた鋳造成形で製造する方法が一般的である。このような鋳造方法では、金型のキャビティ内に注湯される溶湯の熱により、中子を形成している樹脂製バインダが焼けてガスが発生し、このガスが溶湯に巻き込まれて鋳造品に含まれてしまうと、鋳造欠陥を招くことが知られている。また、注湯前のキャビティ内に存在するエアが溶湯に巻き込まれて鋳造品に含まれてしまうと、鋳造欠陥を招くことが知られている。そのため、出来る限り金型外にガス及びエアを排出することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２０９７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載された構造では、排気集合部の上側と下側の排気用ウォータージャケットを連通する連通部を有しているため、シリンダヘッドの鋳造時に、上側と下側の排気用ウォータージャケットに対応する中子と連通部に対応する中子とに囲まれた領域内に、ガス及びエアが滞留しやすくなるという弊害が生じる。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みて成されたものであり、排気集合部の冷却効率の向上を図りながら鋳造時のガス及びエアの滞留を抑制可能なシリンダヘッドのウォータージャケット構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るシリンダヘッドのウォータージャケット構造は、シリンダヘッドの底面に形成された複数の燃焼室頂部と、前記複数の燃焼室頂部のそれぞれに連通する複数の排気ポートと、前記シリンダヘッドの内部で前記複数の排気ポートを集合させ、前記シリンダヘッドのシリンダ列方向に沿う一側面に開口する排気開口部を有する排気集合部と、前記排気集合部に対してシリンダ軸線方向の上側に配置され、前記排気集合部を冷却する上側排気用ウォータージャケットと、前記排気集合部に対してシリンダ軸線方向の下側に配置され、前記排気集合部を冷却する下側排気用ウォータージャケットと、を備え、前記上側排気用ウォータージャケットと前記下側排気用ウォータージャケットとは、前記シリンダヘッドの内部で互いに独立した流路を形成しており、前記上側排気用ウォータージャケットは、前記下側排気用ウォータージャケットに向かって突出して前記排気集合部の下流側側部に対向するように配置された上側突出部を有しており、前記下側排気用ウォータージャケットは、前記上側排気用ウォータージャケットに向かって突出して前記排気集合部の下流側側部に対向するように配置された下側突出部を有しており、前記上側突出部及び前記下側突出部は、シリンダ軸線方向に互いに所定間隔離間して設けられており、前記上側突出部の突出量は、前記下側突出部の突出量よりも小さく、前記下側突出部は、前記排気開口部を間に挟んで両側に設けられ、前記下側突出部の突出端は、前記排気開口部から前記排気集合部の下流側側部に沿って離間するにつれてシリンダ軸線方向の上側に位置するように傾斜していることを特徴とする。
また、本発明に係るシリンダヘッドのウォータージャケット構造は、シリンダヘッドの底面に形成された複数の燃焼室頂部と、前記複数の燃焼室頂部のそれぞれに連通する複数の排気ポートと、前記シリンダヘッドの内部で前記複数の排気ポートを集合させ、前記シリンダヘッドのシリンダ列方向に沿う一側面に開口する排気開口部を有する排気集合部と、前記排気集合部に対してシリンダ軸線方向の上側に配置され、前記排気集合部を冷却する上側排気用ウォータージャケットと、前記排気集合部に対してシリンダ軸線方向の下側に配置され、前記排気集合部を冷却する下側排気用ウォータージャケットと、を備え、前記上側排気用ウォータージャケットと前記下側排気用ウォータージャケットとは、前記シリンダヘッドの内部で互いに独立した流路を形成しており、前記上側排気用ウォータージャケットは、前記下側排気用ウォータージャケットに向かって突出して前記排気集合部の下流側側部に対向するように配置された上側突出部を有しており、前記下側排気用ウォータージャケットは、前記上側排気用ウォータージャケットに向かって突出して前記排気集合部の下流側側部に対向するように配置された下側突出部を有しており、前記上側突出部及び前記下側突出部は、シリンダ軸線方向に互いに所定間隔離間して設けられており、前記上側突出部の突出量は、前記下側突出部の突出量よりも小さく、前記上側突出部は、前記排気開口部を間に挟んで両側に設けられ、前記上側突出部の突出端は、前記排気開口部から前記排気集合部の下流側側部に沿って離間するにつれてシリンダ軸線方向の下側に位置するように傾斜した後、シリンダ軸線方向の上側に位置するように傾斜していることを特徴とする。
なお、「シリンダ軸線方向の上下」とは、シリンダ軸線に直交する平面であるシリンダ直交平面に対して、上方となる側を上側とし、下方となる側を下側とする。
【０００９】
本発明によれば、上側突出部及び下側突出部は、シリンダ軸線方向に互いに所定間隔離間して設けられていると共に、上側突出部の突出量は、下側突出部の突出量よりも小さいので、このような構造のシリンダヘッドの鋳造時に、ガス及びエアが上側突出部に対応する中子の部位で滞留することなく、上側突出部に対応する中子の部位及び下側突出部に対応する中子の部位の間に形成される間隙を通って、上下の排気用ウォータージャケットに対応する中子に囲まれた領域外へ排出される。そのため、鋳造時のガス及びエアの滞留を抑制することができる。
【００１０】
また、本発明によれば、排気集合部の下流側側部を上側突出部及び下側突出部で被覆して排気集合管全体を上下の排気用ウォータージャケットで覆うことができるので、排気集合部の冷却効率を向上させることができる。
更に、本発明によれば、下側突出部の突出量が上側突出部の突出量よりも大きいので、例えば、内燃機関を傾けて車両に搭載した場合や坂道等で内燃機関が傾いた場合であっても、下側排気用ウォータージャケットがエア抜き通路として機能することができる。これにより、下側排気用ウォータージャケットにおけるエア溜まりの発生を抑制することが可能となり、排気集合部の冷却効率を向上させることができる。
【００１１】
また、前記下側突出部は、前記排気開口部を間に挟んで両側に設けられ、前記下側突出部の突出端は、前記排気開口部から前記排気集合部の下流側側部に沿って離間するにつれてシリンダ軸線方向の上側に位置するように傾斜している構成とするのが好ましい。
【００１２】
このような構成によれば、下側突出部の突出端は、排気開口部から排気集合部の下流側側部に沿って離間するにつれてシリンダ軸線方向の上側に位置するように傾斜しているので、下側排気用ウォータージャケット内の冷却液に含有されるエアが下側突出部を通過する際に、下側突出部の傾斜面に沿って案内されて淀みなく流れやすくなる。これにより、下側突出部におけるエア溜まりの発生を抑制することが可能となり、排気集合部の冷却効率を向上させることができる。
【００１３】
また、前記上側突出部は、前記排気開口部を間に挟んで両側に設けられ、前記上側突出部の突出端は、前記排気開口部から前記排気集合部の下流側側部に沿って離間するにつれてシリンダ軸線方向の下側に位置するように傾斜した後、シリンダ軸線方向の上側に位置するように傾斜している構成とするのが好ましい。
【００１４】
このような構成によれば、上側突出部の突出端は、排気開口部から排気集合部の下流側側部に沿って離間するにつれてシリンダ軸線方向の下側に位置するように傾斜した後、シリンダ軸線方向の上側に位置するように傾斜しているので、このような構造のシリンダヘッドの鋳造時に、突出量が抑えられた傾斜面に対応する中子の部位から間隙へガス及びエアを導くことが可能となり、ガスやエアの滞留を抑制できる。特に、ガス及びエアは、上側突出部の最も突出量が大きい部位（傾斜方向が変化する部位）に対応する中子の部位を迂回して、傾斜面に対応する中子の部位から間隙へ導かれやすくなる。
【００１５】
本発明に係るシリンダヘッドのウォータージャケット構造は、シリンダヘッドの底面に形成された複数の燃焼室頂部と、前記複数の燃焼室頂部のそれぞれに連通する複数の排気ポートと、前記シリンダヘッドの内部で前記複数の排気ポートを集合させ、前記シリンダヘッドのシリンダ列方向に沿う一側面に開口する排気開口部を有する排気集合部と、前記排気集合部に対してシリンダ軸線方向の上側に配置され、前記排気集合部を冷却する上側排気用ウォータージャケットと、前記排気集合部に対してシリンダ軸線方向の下側に配置され、前記排気集合部を冷却する下側排気用ウォータージャケットと、を備え、前記上側排気用ウォータージャケットと前記下側排気用ウォータージャケットとは、前記シリンダヘッドの内部で互いに独立した流路を形成しており、前記排気集合部の下流側側部に対向するように配置された突出部が前記下側排気用ウォータージャケットのみに設けられており、前記突出部は、前記上側排気用ウォータージャケットに向かって突出しており、前記上側排気用ウォータージャケット及び前記突出部は、シリンダ軸線方向に互いに所定間隔離間して設けられていることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、上側排気用ウォータージャケット及び突出部は、シリンダ軸線方向に互いに所定間隔離間して設けられていると共に、排気集合部の下流側側部に対向するように配置された突出部が下側排気用ウォータージャケットのみに設けられているので、このような構造のシリンダヘッドの鋳造時に、ガス及びエアが上側排気用ウォータージャケットに対応する中子で滞留することなく、上側排気用ウォータージャケットに対応する中子及び突出部に対応する中子の部位の間に形成される間隙を通って、上下の排気用ウォータージャケットに対応する中子に囲まれた領域外へ排出される。そのため、鋳造時のガス及びエアの滞留を抑制することができる。
【００１７】
また、本発明によれば、排気集合部の下流側側部を突出部で被覆して排気集合管全体を上下の排気用ウォータージャケットで覆うことができるので、排気集合部の冷却効率を向上させることができる。
更に、本発明によれば、下側排気用ウォータージャケットのみに突出部が設けられ、突出部の突出量を大きく確保できるので、例えば、内燃機関を傾けて車両に搭載した場合や坂道等で内燃機関が傾いた場合であっても、下側排気用ウォータージャケットがエア抜き通路として機能することができる。これにより、下側排気用ウォータージャケットにおけるエア溜まりの発生を抑制することが可能となり、排気集合部の冷却効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、排気集合部の冷却効率の向上を図りながら鋳造時のガス及びエアの滞留を抑制可能なシリンダヘッドのウォータージャケット構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態に係るシリンダヘッドのウォータージャケット構造を有する内燃機関の断面図である。
【図２】シリンダヘッドの斜視図である。
【図３】シリンダヘッドの内部の排気集合部及びヘッド側ウォータージャケットを透視して描いた斜視図である。
【図４】ヘッド側ウォータージャケットと排気集合部とを上下に分解して示した斜視図である。
【図５】吸気用ウォータージャケット、燃焼室用ウォータージャケット及び上側排気用ウォータージャケットの底面図である。
【図６】下側排気用ウォータージャケットの底面図である。
【図７】ヘッド側ウォータージャケットと排気集合部を前方からみた正面図である。
【図８】図１の部分拡大断面図である。
【図９】ブロック側ウォータージャケットから吸気用ウォータージャケットへの冷却液の流れを説明するための分解斜視図である。
【図１０】ブロック側ウォータージャケットから下側排気用ウォータージャケットへの冷却液の流れを説明するための分解斜視図である。
【図１１】ガスケットにヘッド側ウォータージャケットとブロック側ウォータージャケットとを重ねて描いた底面図である。
【図１２】吸気用ウォータージャケット、燃焼室用ウォータージャケット及び上側排気用ウォータージャケットの冷却液の流れを説明するための底面図である。
【図１３】下側排気用ウォータージャケットの冷却液の流れを説明するための底面図である。
【図１４】図８に対応する部位における鋳造金型装置の部分拡大断面図であり、（ａ）は、キャビティ内に溶湯を充填する前の状態、（ｂ）は、キャビティ内に溶湯が充填される途中の状態、（ｃ）は、キャビティ内全体に溶湯が充填された状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施形態について、図１乃至図１４を参照して詳細に説明する。説明において、同一の要素には同一の番号を付し、重複する説明は省略する。また、方向を説明する場合は、各図に示すように、内燃機関Ｅが車両に設置された状態における前後左右上下に基づいて説明する。
【００２１】
図１は、本実施形態に係るシリンダヘッドのウォータージャケット構造を有する内燃機関の断面図である。
図１に示すように、本発明が適用された内燃機関Ｅは、４つのシリンダ１ａ（図１では１つのみ図示）が直列に配列されて一体に設けられたシリンダブロック１と、シリンダブロック１の上側端部に結合されるシリンダヘッド２と、シリンダブロック１とシリンダヘッド２の間に設置されるガスケット３と、シリンダヘッド２の上側端部に結合されるヘッドカバー（図示省略）とから構成される機関本体を備える。
【００２２】
内燃機関Ｅは、４つのシリンダ１ａと、各シリンダ１ａに往復運動可能に嵌合するピストン４と、各ピストン４にコンロッド５を介して連結されるクランク軸６とを備える多気筒内燃機関であり、搭載対象としての車両に、クランク軸６の回転中心線が左右方向に指向する横置き配置で搭載される。また、内燃機関Ｅは、吸気側を車両後方に向けて配置されるとともに排気側を車両前方に向けて配置されている。
シリンダ１ａ毎に、該シリンダ１ａのシリンダ軸線Ｌｃに平行な方向であるシリンダ軸線方向でピストン４とシリンダヘッド２との間には、シリンダ１ａとピストン４とシリンダヘッド２とにより燃焼室７が形成される。
なお、本実施形態では、シリンダ軸線Ｌｃと鉛直軸方向（すなわち上下方向）とが一致するように内燃機関Ｅが設置されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばシリンダ軸線Ｌｃが鉛直軸方向に対して傾斜するように内燃機関Ｅを設置してもよい。
【００２３】
シリンダブロック１は、前記したシリンダ１ａやクランクケース（図示省略）の他、シリンダ１ａを冷却する冷却液の流路となるブロック側ウォータージャケット１０を有している。ブロック側ウォータージャケット１０は、４つのシリンダ１ａの全体を連続的に囲う凹溝状の空間であり、シリンダブロック１の上面に開口している（図９、図１０参照）。ブロック側ウォータージャケット１０の一端側には、図示しないラジエータで冷却された冷却液が供給されている。また、ブロック側ウォータージャケット１０は、ガスケット３の貫通孔３２，３５等を介して、後記する吸気用ウォータージャケット５０及び下側排気用ウォータージャケット９０に連通しており、両者に冷却液を供給している。ブロック側ウォータージャケット１０及びガスケット３については後に詳しく説明する。
【００２４】
図２は、シリンダヘッドの斜視図である。図３は、シリンダヘッドの内部の排気集合部及びヘッド側ウォータージャケットを透視して描いた斜視図である。なお、図３では、シリンダヘッド２の外形を仮想線（二点鎖線）で描いている。
【００２５】
シリンダヘッド２は、中子を用いた鋳造成形で製造される金属製部材である。シリンダヘッド２は、図１乃至図３（主に図１）に示すように、燃焼室７の頂部を構成する４つの燃焼室頂部２１（図１では１つのみ図示）と、各燃焼室７にエアを導入する吸気ポート２２と、各燃焼室７から燃焼ガスを排出する排気ポート２３と、シリンダヘッド２の内部において複数の排気ポート２３を集合させる排気集合部２４と、これらを冷却するためのヘッド側ウォータージャケット４０と、を主に有している。また、シリンダヘッド２は、その上部に動弁機構の一部（図示省略）を収容する動弁室２５を有している。
【００２６】
燃焼室頂部２１は、シリンダヘッド２の底面２ａに設けられた略円錐形状の凹部である。吸気ポート２２は、各燃焼室頂部２１とシリンダヘッド２の後面２ｂとを連通している。排気ポート２３は、各燃焼室頂部２１と排気集合部２４とを連通している。吸気ポート２２及び排気ポート２３は、１つの燃焼室頂部２１に対して２つずつ設けられている。なお、吸気ポート２２及び排気ポート２３には、図示しない吸気バルブ及び排気バルブが設置されている。
【００２７】
図２に示すように、排気集合部２４は、シリンダヘッド２の前面２ｃの左右方向の略中央部に開口する１つの開口部２４ａを有している。排気集合部２４は、シリンダヘッド２の内部であってシリンダブロック１よりも前方に張り出した部位に設けられている（図１参照）。動弁室２５は、シリンダヘッド２の上面２ｄに形成された凹状の空間である。動弁室２５には、図示しないカムシャフトやロッカアームやバルブ等の動弁機構の一部が収容される。また、シリンダヘッド２の左側面２ｅには、後記するヘッド側ウォータージャケット４０の冷却液の出口となる出口開口部６３，８３，９３が形成されている。シリンダヘッド２の左側面２ｅには、出口開口部６３，８３，９３から排出される冷却液をヒータやラジエータに分配するウォーターアウトレット（図示省略）が取り付けられる。
【００２８】
なお、シリンダヘッド２の前面２ｃには、鋳造成形時にキャビティ２４０（図１４参照）内に設置される中子１００（図１４参照）と金型に支持される巾木とを連結する連結部によって形成される２つの支持孔２ｆが存在するが、この支持孔２ｆは後付けのキャップ等で閉塞される。
【００２９】
図１及び図３に示すように、ヘッド側ウォータージャケット４０は、冷却液の流路となる空間であり、吸気ポート２２を冷却するための吸気用ウォータージャケット５０と、燃焼室頂部２１を冷却するための燃焼室用ウォータージャケット６０と、排気ポート２３及び排気集合部２４を冷却するための排気用ウォータージャケット７０と、を備えている。
【００３０】
図１に示すように、吸気用ウォータージャケット５０は、吸気ポート２２の下方に設けられている。燃焼室用ウォータージャケット６０は、燃焼室頂部２１の直上であって吸気ポート２２と排気ポート２３の間に設けられている。排気用ウォータージャケット７０は、排気ポート２３及び排気集合部２４の上側に配置された上側排気用ウォータージャケット８０と、排気ポート２３及び排気集合部２４の下側に配置された下側排気用ウォータージャケット９０と、を有している。
【００３１】
吸気用ウォータージャケット５０は、ブロック側ウォータージャケット１０に連通すると共に、燃焼室用ウォータージャケット６０に連通している（図１の破線を参照）。燃焼室用ウォータージャケット６０は、ブロック側ウォータージャケット１０に連通すると共に、上側排気用ウォータージャケット８０に連通している。下側排気用ウォータージャケット９０は、ブロック側ウォータージャケット１０に連通している。そして、下側排気用ウォータージャケット９０は、吸気用ウォータージャケット５０、燃焼室用ウォータージャケット６０及び上側排気用ウォータージャケット８０に連通していない。すなわち、上側排気用ウォータージャケット８０と下側排気用ウォータージャケット９０とは、シリンダヘッド２の内部において互いに独立した流路を形成している。
【００３２】
次に、排気集合部２４及びヘッド側ウォータージャケット４０（すなわち、吸気用ウォータージャケット５０、燃焼室用ウォータージャケット６０、上側排気用ウォータージャケット８０及び下側排気用ウォータージャケット９０）の詳細な構造について、図４乃至図７を参照して説明する。
【００３３】
図４は、ヘッド側ウォータージャケットと排気集合部とを上下に分解して示した斜視図である。図５は、吸気用ウォータージャケット、燃焼室用ウォータージャケット及び上側排気用ウォータージャケットの底面図である。図６は、下側排気用ウォータージャケットの底面図である。図７は、ヘッド側ウォータージャケットと排気集合部を前方からみた正面図である。
ここで、図４乃至図７では、説明の便宜のため、空間である排気集合部２４及びヘッド側ウォータージャケット４０を実体があるもの（すなわちこれらに対応する中子）のように描いている。
【００３４】
図４に示すように、排気集合部２４は、各燃焼室７に連通する２本の排気ポート２３を１本に集合させる第１集合部２４ｂと、４本の第１集合部２４ｂを開口部２４ａの直前で１か所に集合させる第２集合部２４ｃと、を有している。第２集合部２４ｃ及び開口部２４ａは、シリンダヘッド２の左右方向の略中央部に設けられている。４本の第１集合部２４ｂのうち、右側及び左側の第１集合部２４ｂは、両者の中間の２つの第１集合部２４ｂよりも長い。この右側及び左側の第１集合部２４ｂの前側の側面が、後記する上側排気用ウォータージャケット８０の突出部８１及び下側排気用ウォータージャケット９０の突出部９１（図１，図４乃至図６参照）による冷却対象となる排気集合部２４の下流側側部２４ｄを構成している。下流側側部２４ｄは、平面視で、左右両端の排気ポート２３から中央の開口部２４ａに近づくほど前側に位置するように傾斜している。
【００３５】
図４、図５（主に図５）に示すように、吸気用ウォータージャケット５０は、吸気ポート２２（図１参照）を冷却する部位であり、各吸気ポート２２の下側を左右方向に横断するように蛇行しながら延設されている。吸気用ウォータージャケット５０は、各吸気ポート２２の下方に、シリンダヘッド２の底面２ａ（図２参照）に開口する８つの吸気側流入部５１を有している。また、吸気用ウォータージャケット５０は、隣り合うシリンダ１ａ同士の間（以下、「シリンダ軸間」という場合がある。）及び左右のシリンダ１ａの外側に対応する位置に、燃焼室用ウォータージャケット６０と連通する連通部５２を有している。３つのシリンダ軸間の連通部５２の下方には、シリンダヘッド２の底面２ａに開口する軸間流入部５３がそれぞれ設けられている。
【００３６】
燃焼室用ウォータージャケット６０は、燃焼室頂部２１（図１参照）を冷却する部位であり、各燃焼室頂部２１の上方を左右方向に横断するように延設されている。燃焼室用ウォータージャケット６０は、吸気用ウォータージャケット５０よりも前後方向に幅広に形成されており、図示しない点火プラグの周囲を囲っている。燃焼室用ウォータージャケット６０は、右側の端部に、シリンダヘッド２の底面２ａに開口する２つの燃焼室側流入部６１を有している（図７参照）。また、燃焼室用ウォータージャケット６０は、排気ポート２３（図１参照）同士の間に対応する位置に、上側排気用ウォータージャケット８０と連通する連通部６２を有している。さらに、燃焼室用ウォータージャケット６０は、左側の端部に、シリンダヘッド２の左側面２ｅに開口して冷却液の出口となる出口開口部６３を有している（図２参照）。出口開口部６３は、燃焼室用ウォータージャケット６０よりも前後方向に幅広に形成されており、前側に延設されている。
【００３７】
図４、図５、図７（主に図５）に示すように、上側排気用ウォータージャケット８０は、各排気ポート２３及び排気集合部２４の上側を被覆するように設けられている。上側排気用ウォータージャケット８０は、吸気用ウォータージャケット５０及び燃焼室用ウォータージャケット６０に比較して、前後方向の幅寸法が広く、かつ、上下方向の厚さ寸法が薄く形成されている（図１参照）。上側排気用ウォータージャケット８０は、前側の端部から下向きに突出する突出部８１を有している（図１参照）。突出部８１は、排気集合部２４の下流側側部２４ｄに対向するように配置されている。なお、上側排気用ウォータージャケット８０の前側の端部のうち排気集合部２４の開口部２４ａに対応する部分８２には突出部８１が設けられていない。上側排気用ウォータージャケット８０は、左側の端部に、シリンダヘッド２の左側面２ｅに開口して冷却液の出口となる出口開口部８３を有している（図２参照）。
【００３８】
ちなみに、図５を参照して説明すると、吸気用ウォータージャケット５０と燃焼室用ウォータージャケット６０の間の部位５５には、吸気ポート２２が設置される。また、燃焼室用ウォータージャケット６０のうちシリンダ１ａの中心位置に対応する部位６５には、点火プラグ（図示省略）が設置される。また、燃焼室用ウォータージャケット６０と上側排気用ウォータージャケット８０の間の部位６７には、排気弁（図示省略）が設置される。
【００３９】
図４、図６、図７（主に図６）に示すように、下側排気用ウォータージャケット９０は、各排気ポート２３及び排気集合部２４の下側を被覆するように設けられている。下側排気用ウォータージャケット９０は、上側排気用ウォータージャケット８０と厚さ寸法が同程度となるように扁平に形成されている（図１参照）。下側排気用ウォータージャケット９０は、前側の端部から上向きに突出する突出部９１を有している（図１参照）。突出部９１は、排気集合部２４の下流側側部２４ｄに対向するように配置されている。なお、下側排気用ウォータージャケット９０の前側の端部のうち排気集合部２４の開口部２４ａに対応する部分９２には突出部９１が設けられていない。下側排気用ウォータージャケット９０は、左側の端部に、シリンダヘッド２の左側面２ｅに開口して冷却液の出口となる出口開口部９３を有している（図２参照）。下側排気用ウォータージャケット９０は、後側の端部であって各排気ポート２３の下方に対応する位置に、シリンダヘッド２の底面２ａに開口する８つの排気側流入部９４を有している。このように、排気ポート２３の直下に排気側流入部９４が設けられているので、排気ポート２３を効率よく冷却することができる。なお、出口開口部９３から最も遠い側（すなわち上流側）の２つの排気側流入部９４の間には、追加流入部９５が設けられている。
【００４０】
ここで、上側排気用ウォータージャケット８０の突出部８１及び下側排気用ウォータージャケット９０の突出部９１について、図７及び図８を参照して詳細に説明する。図８は、図１の部分拡大断面図である。
図８に示すように、突出部（上側突出部）８１及び突出部（下側突出部）９１は、シリンダ軸線方向に互いに所定間隔離間して設けられている。突出部８１の突出量Ｌ１は、突出部９１の突出量Ｌ２よりも小さく形成されている。換言すると、突出部８１の突出端と突出部９１の突出端のシリンダ軸線方向中心を通るシリンダ軸線方向に直交する方向に沿う中心線Ｃ１は、排気集合部２４のシリンダ軸線方向中心を通るシリンダ軸線方向に直交する中心線Ｃ２よりも上方に位置するように設定されている。突出部８１，９１は、図７に示すように、開口部（排気開口部）２４ａを間に挟んで左右両側に設けられている。
【００４１】
突出部８１の突出端には、第１傾斜面８１ａ及び第２傾斜面８１ｂが形成されている。第１傾斜面８１ａは、開口部２４ａから排気集合部２４の下流側側部２４ｄに沿って離間するにつれてシリンダ軸線方向の下側に位置するように傾斜している。第２傾斜面８１ｂは、第１傾斜面８１ａに連続して開口部２４ａから排気集合部２４の下流側側部２４ｄに沿って離間するにつれてシリンダ軸線方向の上側に位置するように傾斜している。一方、突出部９１の突出端には、第３傾斜面９１ａ及び第４傾斜面９１ｂが形成されている。第３傾斜面９１ａは、開口部２４ａから排気集合部２４の下流側側部２４ｄに沿って離間するにつれてシリンダ軸線方向の上側に位置するように傾斜している。第４傾斜面９１ｂは、第３傾斜面９１ａに連続して開口部２４ａから排気集合部２４の下流側側部２４ｄに沿って離間するにつれてシリンダ軸線方向の上側に位置するように傾斜している。第４傾斜面９１ｂは、第３傾斜面９１ａよりも緩やかに傾斜している。突出部８１は、第３傾斜面９１ａ及び第４傾斜面９１ｂのシリンダ軸線方向の上側に設けられている。ちなみに、冷却液に含有されるエアは、突出部９１の最も高い部位に滞留しやすいが、本実施形態では、突出部９１の突出端が排気集合部２４に向かって徐々に低くなるように傾斜しているので、エアが第３傾斜面９１ａ及び第４傾斜面９１ｂに沿って案内されて淀みなく流れやすくなる。
【００４２】
図９は、ブロック側ウォータージャケットから吸気用ウォータージャケットへの冷却液の流れを説明するための分解斜視図である。図１０は、ブロック側ウォータージャケットから下側排気用ウォータージャケットへの冷却液の流れを説明するための分解斜視図である。図１１は、ガスケットの底面図にヘッド側ウォータージャケットとブロック側ウォータージャケットとを重ねて描いた底面図である。
なお、図９、図１０では、説明の便宜のため、ヘッド側ウォータージャケット４０のうち、流入部以外の部分を仮想線（二点鎖線）で描いている。また、図１１では、ガスケット３にドットのハッチングを付すと共にブロック側ウォータージャケット１０の開口部を仮想線（太破線）で描き込んでいる。
【００４３】
図９、図１０、図１１に示すように、ブロック側ウォータージャケット１０は、４つのシリンダ１ａの周囲を全体的に囲むように形成されている。ブロック側ウォータージャケット１０は、最も右側のシリンダ１ａの前側に、他の部位よりも幅広となる冷却液の導入部１１を有している。導入部１１には、仕切部材１１ａが挿入されており、冷却液の流れる方向を規制している。本実施形態では、導入部１１の仕切部材１１ａよりも左側に冷却液配管Ｐが接続されている。また、ブロック側ウォータージャケット１０は、シリンダ１ａ同士の間（シリンダ軸間）に対応する部位にくびれ部１２を有している。また、シリンダ軸間には、前側と後側のくびれ部１２同士を連通する凹溝状の軸間スリット１３が形成されている。
【００４４】
図９、図１０、図１１（主に図１１）に示すように、ガスケット３は、シリンダブロック１とシリンダヘッド２の結合部をシールする金属製の板状部材である。ガスケット３は、シリンダブロック１の４つのシリンダ１ａに対応する４つのシリンダ開口部３１を有している。また、ガスケット３は、吸気用ウォータージャケット５０の吸気側流入部５１及び軸間流入部５３に対応する位置に形成された吸気側貫通孔３２及び軸間貫通孔３３と、燃焼室用ウォータージャケット６０の燃焼室側流入部６１に対応する位置に形成された燃焼室側貫通孔３４と、下側排気用ウォータージャケット９０の排気側流入部９４及び追加流入部９５に対応する位置に形成された排気側貫通孔３５及び追加貫通孔３６と、を有している。これらの吸気側貫通孔３２、軸間貫通孔３３、燃焼室側貫通孔３４、排気側貫通孔３５及び追加貫通孔３６は、すべてブロック側ウォータージャケット１０の開口部に対応する位置に形成されている。吸気側貫通孔３２及び排気側貫通孔３５は、一部に例外はあるが、右側に位置する孔の方（出口開口部６３，８３，９３から遠い孔の方）が概ね大径に形成されている。特に、燃焼室側貫通孔３４は、他の貫通孔３２，３３，３５，３６よりも大きな径に形成されている。これにより、後記する縦流れが形成され易くなる。
【００４５】
次に、ブロック側ウォータージャケット１０及びヘッド側ウォータージャケット４０における冷却液の流れについて、図９乃至図１３を参照して説明する。
図１２は、吸気用ウォータージャケット、燃焼室用ウォータージャケット及び上側排気用ウォータージャケットの冷却液の流れを説明するための底面図である。図１３は、下側排気用ウォータージャケットの冷却液の流れを説明するための底面図である。
【００４６】
図９、図１０に示すように、冷却液配管Ｐから導入部１１に流入した冷却液（矢印Ｙ１）は、ブロック側ウォータージャケット１０に沿ってシリンダ１ａの前側を左方向に流れ（矢印Ｙ２）、左端部でＵターンしたのち（矢印Ｙ３）、ブロック側ウォータージャケット１０に沿ってシリンダ１ａの後側を右方向に流れ（矢印Ｙ４）、右端部に到達する（矢印Ｙ５）。また、冷却液は、軸間スリット１３を通って、前側のくびれ部１２から後側のくびれ部１２に向かって流れる（矢印Ｙ６）。
【００４７】
図１０に示すように、ブロック側ウォータージャケット１０に沿ってシリンダ１ａの前側を左方向に流れる冷却液（矢印Ｙ２）の一部は、ガスケット３に形成された排気側貫通孔３５及び追加貫通孔３６を通って、排気側流入部９４及び追加流入部９５から下側排気用ウォータージャケット９０の内部に流入する（矢印Ｙ７）。すなわち、本実施形態における冷却液の流れは、吸気用ウォータージャケット５０に先行して下側排気用ウォータージャケット９０に冷却液が流入するいわゆる排気先行型の流れになっている。これにより、排気ポート２３及び排気集合部２４を効率的に冷却することができる。
【００４８】
また、図９に示すように、ブロック側ウォータージャケット１０に沿ってシリンダ１ａの後側を右方向に流れる冷却液（矢印Ｙ４）の一部は、ガスケット３に形成された吸気側貫通孔３２を通って、吸気側流入部５１から吸気用ウォータージャケット５０の内部に流入する（矢印Ｙ８ａ）。また、軸間スリット１３を通る冷却液（矢印Ｙ６）は、後側のくびれ部１２に合流したところで、ガスケット３に形成された軸間貫通孔３３を通って、軸間流入部５３から吸気用ウォータージャケット５０の内部に流入する（矢印Ｙ８ｂ）。また、ブロック側ウォータージャケット１０の右端部に到達した冷却液（矢印Ｙ５）は、ガスケット３に形成された燃焼室側貫通孔３４を通って、燃焼室側流入部６１から燃焼室用ウォータージャケット６０の右端部に流入する（矢印Ｙ９）。
【００４９】
図１２に示すように、燃焼室側流入部６１から燃焼室用ウォータージャケット６０の右端部に流入した冷却液は、左端部の出口開口部６３に向かって右から左に流れる（矢印Ｙ１０）。この流れ（矢印Ｙ１０）が、燃焼室用ウォータージャケット６０においてシリンダ１ａ（すなわち燃焼室頂部２１）の配列方向Ｌｂ（図９、図１０参照）に沿う流れ（いわゆる縦流れ）を形成する。また、吸気側流入部５１及び軸間流入部５３から吸気用ウォータージャケット５０の内部に流入した冷却液は、連通部５２を通って燃焼室用ウォータージャケット６０に流入し（矢印Ｙ１１）、前記した縦流れに合流する。燃焼室用ウォータージャケット６０の内部を右から左へ流れた冷却液（矢印Ｙ１０）は、出口開口部６３からシリンダヘッド２の外部へ流出する。
【００５０】
燃焼室用ウォータージャケット６０を流れる冷却液の一部は、連通部６２を通って上側排気用ウォータージャケット８０に流入する。各連通部６２から流入した流れ（矢印Ｙ１２）は、上側排気用ウォータージャケット８０の前端側で合流し、シリンダ１ａ（すなわち燃焼室頂部２１）の配列方向Ｌｂ（図９、図１０参照）に沿う流れ（いわゆる縦流れ）を形成する（矢印Ｙ１３）。なお、上側排気用ウォータージャケット８０の右前部８０ａは、出口開口部８３に近づくほど前側に位置するように傾斜しているので、右側の連通部６２から前方に向かって流入した冷却液は、上側排気用ウォータージャケット８０の右前部８０ａに案内されて出口開口部８３へ向かうように流れ易くなっている。上側排気用ウォータージャケット８０の内部を右から左へ流れた冷却液は、出口開口部８３からシリンダヘッド２の外部へ流出する。
【００５１】
図１３に示すように、排気側流入部９４から下側排気用ウォータージャケット９０に流入した冷却液（矢印Ｙ１４）は、前方に向かって流れて下側排気用ウォータージャケット９０の前端側で合流し、シリンダ１ａ（すなわち燃焼室頂部２１）の配列方向Ｌｂ（図９、図１０参照）に沿う流れ（いわゆる縦流れ）を形成する（矢印Ｙ１５）。なお、下側排気用ウォータージャケット９０の右前部９０ａは、出口開口部９３に近づくほど前側に位置するように傾斜しているので、右側の排気側流入部９４及び追加流入部９５から前方に向かって流入した冷却液は、下側排気用ウォータージャケット９０の右前部９０ａに案内されて出口開口部９３へ向かうように流れ易くなっている。下側排気用ウォータージャケット９０の内部を右から左へ流れた冷却液（矢印Ｙ１５）は、出口開口部９３からシリンダヘッド２の外部へ流出する。
【００５２】
次に、鋳造金型装置２００及び中子１００について、図４及び図１４を参照して説明する。
図１４は、図８に対応する部位における鋳造金型装置の部分拡大断面図であり、（ａ）は、キャビティ内に溶湯を充填する前の状態、（ｂ）は、キャビティ内に溶湯が充填される途中の状態、（ｃ）は、キャビティ内全体に溶湯が充填された状態を示している。
【００５３】
図１４に示すように、鋳造金型装置２００は、シリンダヘッド２を鋳造するための装置であり、上下方向に沿って移動可能に設けられた上型２１０と、固定型である下型２２０と、水平方向に沿って移動可能に設けられた４つの側方型２３０（図１４では１つのみ図示）と、から構成されている。これらの複数の金型を型締めすることでキャビティ２４０が形成されている。
【００５４】
下型２２０には、キャビティ２４０内に溶湯を下方から充填するための図示しない湯口が設けられている。上型２１０や側方型２３０には、金型内外を連通する図示しない排出孔が設けられている。排出孔は、中子１００と溶湯が接触して発生したガスや注湯前にキャビティ２４０内に存在するエアを、金型外へ排出する機能を有している。なお、排気孔は、中子１００の上方位置に設けられる。
【００５５】
中子１００は、排気集合部２４及びヘッド側ウォータージャケット４０を形成するための砂型である。中子１００は、鋳物砂を主原料とし、これに樹脂を主成分とするバインダを混入させて形成されている。中子１００は、図４及び図１４に示すように、第２ウォータージャケット用中子１２０と、排気用中子１３０と、第１ウォータージャケット用中子１１０と、から構成され、鋳造金型装置２００のキャビティ２４０に下からこの順序で設置されている。つまり、３つの中子１００を下から順に積み重ねるように配置するだけで中子１００の設置が完了するので、中子１００の設置作業の煩雑化が抑制される。
【００５６】
第１ウォータージャケット用中子１１０は、図４に示すように、吸気用ウォータージャケット５０、燃焼室用ウォータージャケット６０、及び、上側排気用ウォータージャケット８０を形成するためのものである。第１ウォータージャケット用中子１１０の端部には、図１４に示すように、突出部８１を形成するための突出部用中子部位１１０ａが一体形成されている。
【００５７】
第２ウォータージャケット用中子１２０は、図４に示すように、下側排気用ウォータージャケット９０を形成するためのものである。第２ウォータージャケット用中子１２０の端部には、図１４に示すように、突出部９１を形成するための突出部用中子部位１２０ａが一体形成されている。突出部用中子部位１１０ａと突出部用中子部位１２０ａの間には、所定の間隙Ｇが設けられている。突出部用中子部位１１０ａの突出量は、突出部用中子部位１２０ａの突出量よりも小さく形成されている。
排気用中子１３０は、図４に示すように、排気集合部２４を形成するためのものである。
【００５８】
次に、鋳造金型装置２００及び中子１００の作用効果について、図１４を参照して説明する。
【００５９】
図１４（ａ）乃至（ｃ）に示すように、下型２２０の図示しない湯口から注湯された溶湯は、キャビティ２４０内に下方から充填される。この場合、溶湯がキャビティ２４０内に配置された中子１００を回り込んで進入し中子１００と接触することにより、樹脂製バインダが焼けてガスが発生する。このガスは、キャビティ２４０内のエアと共に溶湯の湯先によって上型２１０や側方型２３０の内壁側へ追いやられる。
【００６０】
このとき、本実施形態では、図１４（ｂ）に示すように、突出部用中子部位１１０ａと突出部用中子部位１２０ａの間には、所定の間隙Ｇが設けられていると共に、突出部用中子部位１１０ａの突出量は、突出部用中子部位１２０ａの突出量よりも小さいので、ガス及びエアが突出部用中子部位１１０ａで滞留することなく、間隙Ｇを通って第１ウォータージャケット用中子１１０及び第２ウォータージャケット用中子１２０に囲まれた領域外へ排出される（図１４（ｂ）の矢印参照）。
【００６１】
続いて、前記領域外へ排出されたガス及びエアは、図示しない排気孔を通って金型外へ排出される。そして、溶湯が冷えて固化した後、鋳造金型装置２００を型開きして、中子１００を除去（崩壊）することによって、シリンダヘッド２が成形される。
【００６２】
以上のように、本実施形態に係るシリンダヘッドのウォータージャケット構造によれば、上側排気用ウォータージャケット８０の突出部８１及び下側排気用ウォータージャケット９０の突出部９１は、シリンダ軸線方向に互いに所定間隔離間して設けられていると共に、突出部８１の突出量Ｌ１は、突出部９１の突出量Ｌ２よりも小さいので、このような構造のシリンダヘッド２の鋳造時に、ガス及びエアが突出部８１に対応する突出部用中子部位１１０ａで滞留することなく、突出部用中子部位１１０ａと突出部９１に対応する突出部用中子部位１２０ａの間に形成される間隙Ｇを通って、上下の排気用ウォータージャケット８０，９０に対応する第１ウォータージャケット用中子１１０及び第２ウォータージャケット用中子１２０に囲まれた領域外へ排出される。そのため、鋳造時のガス及びエアの滞留を抑制することができる。
【００６３】
また、上側排気用ウォータージャケット８０及び下側排気用ウォータージャケット９０は、互いに他方側に向かって突出して排気集合部２４の下流側側部２４ｄに対向するように配置された突出部８１，９１を有するので、上側排気用ウォータージャケット８０と下側排気用ウォータージャケット９０とを互いに独立した流路としながら、排気集合部２４の下流側側部２４ｄを突出部８１，９１で被覆することができるので、排気集合部２４の全体を排気用ウォータージャケット７０で覆い冷却効率を向上させることができる。
【００６４】
また、突出部９１の突出量Ｌ２が突出部８１の突出量Ｌ１よりも大きいので、例えば、内燃機関Ｅを傾けて車両に搭載した場合や坂道等で内燃機関Ｅが傾いた場合であっても、下側排気用ウォータージャケット９０がエア抜き通路として機能することができる。これにより、下側排気用ウォータージャケット９０におけるエア溜まりの発生を抑制することが可能となり、排気集合部２４の冷却効率を向上させることができる。
【００６５】
また、突出部９１の突出端には、開口部２４ａから排気集合部２４の下流側側部２４ｄに沿って離間するにつれてシリンダ軸線方向の上側に位置するように傾斜する第３傾斜面９１ａ及び第４傾斜面９１ｂが形成されているので、下側排気用ウォータージャケット９０内の冷却液に含有されるエアが突出部９１を通過する際に、第３傾斜面９１ａ及び第４傾斜面９１ｂに沿って案内されて淀みなく流れやすくなる。これにより、突出部９１におけるエア溜まりの発生を抑制することが可能となり、排気集合部２４の冷却効率を向上させることができる。
一方、第３傾斜面９１ａ及び第４傾斜面９１ｂを突出部９１の突出端に形成すると、排気集合部２４を被覆する面積が減少するが、本実施形態では、突出部９１の第３傾斜面９１ａ及び第４傾斜面９１ｂのシリンダ軸線方向の上側に上側排気用ウォータージャケット８０の突出部８１を設けたので、突出部８１によって排気集合部２４の被覆面積（冷却面積）の減少を軽減することができる。
また、上側排気用ウォータージャケット８０に突出部８１を設けると、シリンダヘッド２の鋳造時に、突出部８１に対応する突出部用中子部位１１０ａにガスやエアが滞留しやすくなるが、本実施形態では、突出部８１の突出量Ｌ１を突出部９１の突出量Ｌ２よりも小さくして、更には、突出部８１の突出端には、開口部２４ａから排気集合部２４の下流側側部２４ｄに沿って離間するにつれてシリンダ軸線方向の下側に位置するように傾斜する第１傾斜面８１ａ及びシリンダ軸線方向の上側に位置するように傾斜する第２傾斜面８１ｂが形成されているので、突出量が抑えられた第１傾斜面８１ａ及び第２傾斜面８１ｂに対応する第１ウォータージャケット用中子１１０の部位から間隙Ｇへガス及びエアを導くことが可能となり、ガスやエアの滞留を抑制できる。
特に、ガス及びエアは、突出部８１の最も突出量が大きい部位（傾斜方向が変化する部位）に対応する第１ウォータージャケット用中子１１０の部位を迂回して、第１傾斜面８１ａ及び第２傾斜面８１ｂに対応する第１ウォータージャケット用中子１１０の部位から間隙Ｇへ導かれやすくなる。
【００６６】
以上、本実施形態に係るシリンダヘッドのウォータージャケット構造について、図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは言うまでもない。
【００６７】
例えば、本実施形態では、燃焼室用ウォータージャケット６０を、上側排気用ウォータージャケット８０に連通するように構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、上側排気用ウォータージャケット８０と下側排気用ウォータージャケット９０とが互いに独立した流路に成りさえすれば、燃焼室用ウォータージャケット６０を、下側排気用ウォータージャケット９０に連通するように構成してもよい。ちなみに、燃焼室用ウォータージャケット６０を、上側排気用ウォータージャケット８０に連通するように構成した方が、連通部６２の上下方向の幅寸法を大きくすることができるので、図４に示す第１ウォータージャケット用中子１１０の剛性を大きくすることができる。
【００６８】
また、本実施形態では、上側排気用ウォータージャケット８０と下側排気用ウォータージャケット９０の両方に、突出部８１，９１を設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、下側排気用ウォータージャケット９０のみに突出部９１を設け、上側排気用ウォータージャケット８０に突出部８１を設けないようにしてもよい。このような構成でも、シリンダヘッド２の鋳造時に、ガス及びエアが上側排気用ウォータージャケット８０に対応する第１ウォータージャケット用中子１１０で滞留することなく、第１ウォータージャケット用中子１１０と突出部９１に対応する突出部用中子部位１２０ａの間に形成される間隙Ｇを通って、上下の排気用ウォータージャケット８０，９０に対応する第１ウォータージャケット用中子１１０及び第２ウォータージャケット用中子１２０に囲まれた領域外へ排出される。そのため、鋳造時のガス及びエアの滞留を抑制することができる。また、上側排気用ウォータージャケット８０と下側排気用ウォータージャケット９０とを分離しながら、排気集合部２４の下流側側部２４ｄを冷却することができる。更に、下側排気用ウォータージャケット９０のみに突出部９１が設けられ、突出部９１の突出量Ｌ２を大きく確保できるので、例えば、内燃機関Ｅを傾けて車両に搭載した場合や坂道等で内燃機関Ｅが傾いた場合であっても、下側排気用ウォータージャケット９０がエア抜き通路として機能することができる。これにより、下側排気用ウォータージャケット９０におけるエア溜まりの発生を抑制することが可能となり、排気集合部２４の冷却効率を向上させることができる。
【００６９】
また、本実施形態では、排気集合部２４の開口部２４ａを、シリンダヘッド２の左右方向の略中央となる位置に形成したが、左右のいずれかに片寄った位置に排気集合部２４の開口部２４ａを形成してもよい。
【００７０】
また、本発明は直列４気筒形式の内燃機関Ｅを例にとって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、２気筒、３気筒等の他の気筒数の内燃機関Ｅにも適用可能であり、また、Ｖ型形式の内燃機関Ｅ等にも適用可能である。また、本発明は、自動車の内燃機関Ｅに限定されるものではなく、船舶や汎用機械などの他の内燃機関Ｅにも適用可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００７１】
１      シリンダブロック
１ａ    シリンダ
２      シリンダヘッド
２１    燃焼室頂部
２２    吸気ポート
２３    排気ポート
２４    排気集合部
２４ａ  開口部（排気開口部）
２４ｄ  下流側側部
３      ガスケット
１０    ブロック側ウォータージャケット
４０    ヘッド側ウォータージャケット
５０    吸気用ウォータージャケット
６０    燃焼室用ウォータージャケット
７０    排気用ウォータージャケット
８０    上側排気用ウォータージャケット
８１    突出部（上側突出部）
８１ａ  第１傾斜面
８１ｂ  第２傾斜面
９０    下側排気用ウォータージャケット
９１    突出部（下側突出部）
９１ａ  第３傾斜面
９１ｂ  第４傾斜面
Ｌ１，Ｌ２  突出量
Ｅ      内燃機関
Ｌｃ    シリンダ軸線
【図１】
0005615887.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005615887.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005615887.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0005615887.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0005615887.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
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